無刷化雙端口磁通切換電機(jī)在混合動力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究
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更多相關(guān)文章: 雙端口電機(jī) 磁通切換電機(jī) 增程式電動汽車 汽車工況 多模式驅(qū)動 混合動力拓?fù)?/b>
【摘要】:為了有效應(yīng)對環(huán)境污染和能源危機(jī)問題,新能源電動汽車日益成為世界各國研發(fā)的熱門車型,其中增程式電動汽車作為混合動力電動汽車的一種,因其工作模式多樣、續(xù)航能力強(qiáng)等特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。本文以增程式電動汽車為研究背景,研究了一種新型無刷化雙端口磁通切換電機(jī)(Brushless Double Mechanical Ports Flux Switching Permanent Magnet Motor,簡稱BDMP-FSPM電機(jī)),該電機(jī)在具備永磁磁通切換電機(jī)的諸多特性的同時,擁有兩個輸出機(jī)械端口,從而為其多模式運(yùn)行提供了基礎(chǔ)。通過將這種電機(jī)與行星齒輪相結(jié)合,構(gòu)成了增程式電動汽車的混合動力系統(tǒng)拓?fù)?實(shí)現(xiàn)了該車型的雙電機(jī)在不同運(yùn)行工況下多種運(yùn)行模式的動力高效合成與能量合理分配。文中研究了BDMP-FSPM電機(jī)及其動力拓?fù)湓谠龀淌诫妱悠嚨膶?shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種運(yùn)行模式,并通過仿真和實(shí)驗驗證了這種混合動力系統(tǒng)的可行性與有效性。本文首先介紹了幾種混合動力電動汽車常用的動力結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上著重分析BDMP-FSPM電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行原理,推導(dǎo)出其數(shù)學(xué)模型。同時詳細(xì)說明了該電機(jī)結(jié)合行星齒輪的動力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及工作方式。其次,利用MATLAB軟件,根據(jù)數(shù)學(xué)模型搭建BDMP-FSPM電機(jī)的本體和控制系統(tǒng)仿真模型。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用空間電壓矢量控制實(shí)現(xiàn)對BDMP-FSPM電機(jī)的獨(dú)立運(yùn)行及包含動力拓?fù)涞亩喾N運(yùn)行模式仿真驗證。最后,加工了一臺BDMP-FSPM電機(jī)的原理樣機(jī),設(shè)計了電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件和軟件,并基于該電機(jī)搭建了相應(yīng)的的混合動力實(shí)驗平臺。利用該平臺對電機(jī)本身的驅(qū)動性能進(jìn)行了實(shí)驗驗證,并對結(jié)合行星齒輪和發(fā)動機(jī)的動力拓?fù)浼捌涓鞣N運(yùn)行模式進(jìn)行了模擬實(shí)驗。理論仿真和實(shí)驗研究表明,該雙端口電機(jī)及其動力拓?fù)淠軌驖M足增程式電動汽車在不同運(yùn)行工況下的動力合成與分配,同時具有集成度高、控制靈活等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代增程式電動汽車領(lǐng)域具有較好的研究前景。
【關(guān)鍵詞】:雙端口電機(jī) 磁通切換電機(jī) 增程式電動汽車 汽車工況 多模式驅(qū)動 混合動力拓?fù)?/strong>
【學(xué)位授予單位】:江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:U469.7
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第一章 緒論10-19
- 1.1 研究背景及意義10-12
- 1.2 電動汽車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢12-14
- 1.2.1 混合動力汽車的分類12-13
- 1.2.2 增程式電動汽車13-14
- 1.3 雙機(jī)械端口電機(jī)及其動力拓?fù)溲芯扛攀?/span>14-17
- 1.3.1 雙機(jī)械端口電機(jī)15-16
- 1.3.2 雙機(jī)械端口磁通切換電機(jī)16
- 1.3.3 動力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16-17
- 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容17-19
- 第二章 BDMP-FSPM電機(jī)及其動力拓?fù)涞臄?shù)學(xué)模型19-30
- 2.1 BDMP-FSPM電機(jī)的工作原理19-22
- 2.1.1 FSPM電機(jī)結(jié)構(gòu)19-20
- 2.1.2 FSPM電機(jī)運(yùn)行原理20-21
- 2.1.3 BDMP-FSPM電機(jī)結(jié)構(gòu)21
- 2.1.4 BDMP-FSPM電機(jī)運(yùn)行原理21-22
- 2.2 BDMP-FSPM電機(jī)的數(shù)學(xué)模型22-26
- 2.2.1 電壓方程22-23
- 2.2.2 磁鏈方程23-25
- 2.2.3 轉(zhuǎn)矩方程25-26
- 2.2.4 運(yùn)動方程26
- 2.3 基于BDMP-FSPM電機(jī)和行星齒輪的動力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)26-28
- 2.4 行星齒輪結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型28
- 2.5 本章小結(jié)28-30
- 第三章 BDMP-FSPM電機(jī)的多模式運(yùn)行及仿真分析30-38
- 3.1 BDMP-FSPM電機(jī)的控制方法30-31
- 3.2 基于BDMP-FSPM電機(jī)及其動力拓?fù)涞目刂撇呗?/span>31-33
- 3.3 BDMP-FSPM電機(jī)及其動力拓?fù)涞墓r仿真33-37
- 3.3.1 外電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動33-34
- 3.3.2 內(nèi)外電機(jī)同時電驅(qū)動34-35
- 3.3.3 外電機(jī)驅(qū)動內(nèi)電機(jī)發(fā)電35-36
- 3.3.4 外電機(jī)電驅(qū)動內(nèi)電機(jī)連接發(fā)動機(jī)驅(qū)動36-37
- 3.4 本章小結(jié)37-38
- 第四章 BDMP-FSPM電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)及實(shí)驗平臺38-52
- 4.1 BDMP-FSPM電機(jī)控制器硬件設(shè)計38-43
- 4.1.1DSP簡介38-39
- 4.1.2 電流檢測電路39-40
- 4.1.3 過電流保護(hù)電路40-41
- 4.1.4 位置檢測電路41-42
- 4.1.5 驅(qū)動電路42-43
- 4.2 BDMP-FSPM電機(jī)控制器的軟件設(shè)計43-47
- 4.2.1 主程序模塊43-44
- 4.2.2 CPU0定時器周期中斷模塊44-46
- 4.2.3 位置和速度計算模塊46-47
- 4.3 實(shí)驗平臺47-51
- 4.3.1 BDMP-FSPM樣機(jī)參數(shù)48-49
- 4.3.2 實(shí)驗平臺的搭建49-51
- 4.4 本章小結(jié)51-52
- 第五章 BDMP-FSPM電機(jī)及其動力拓?fù)涞膶?shí)驗驗證52-69
- 5.1 內(nèi)電機(jī)實(shí)驗52-55
- 5.1.1 內(nèi)電機(jī)穩(wěn)態(tài)實(shí)驗52-53
- 5.1.2 內(nèi)電機(jī)帶載啟動53-54
- 5.1.3 內(nèi)電機(jī)變速,,變載實(shí)驗54-55
- 5.2 外電機(jī)實(shí)驗55-58
- 5.2.1 外電機(jī)穩(wěn)態(tài)實(shí)驗55-56
- 5.2.2 外電機(jī)帶載啟動56-57
- 5.2.3 外電機(jī)變速,變載實(shí)驗57-58
- 5.3 內(nèi)外電機(jī)同時運(yùn)行實(shí)驗58-60
- 5.3.1 穩(wěn)態(tài)實(shí)驗58-59
- 5.3.2 內(nèi)外電機(jī)同驅(qū)變速實(shí)驗59-60
- 5.3.3 內(nèi)外電機(jī)反向運(yùn)行實(shí)驗60
- 5.4 結(jié)合動力拓?fù)涞碾姍C(jī)實(shí)驗60-63
- 5.4.1 外電機(jī)連接行星齒輪實(shí)驗60-62
- 5.4.2 內(nèi)外電機(jī)同時連接行星齒輪實(shí)驗62-63
- 5.5 結(jié)合動力拓?fù)涞幕旌蟿恿?shí)驗63-67
- 5.5.1 發(fā)動機(jī)帶動內(nèi)電機(jī)發(fā)電實(shí)驗64-65
- 5.5.2 發(fā)動機(jī)參與動力合成實(shí)驗65-67
- 5.6 本章小結(jié)67-69
- 第六章 總結(jié)與展望69-71
- 6.1 總結(jié)69-70
- 6.2 展望70-71
- 參考文獻(xiàn)71-76
- 致謝76-77
- 在學(xué)期間參與的科研項目77
- 在學(xué)期間發(fā)表論文77
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